江蘇城鄉建設職業學院副教授

基于低影響開發理念，結合區域氣候、水資源、給排水工程等客觀情況，構建雨水收集綜合利用系統，是實現節約水資源與控制雨洪的一個重要途徑。

在水資源短缺和水資源污染日益嚴峻的形勢下，雨水綜合利用作為實現節約水資源與控制雨洪的一個重要途徑，已越來越受到社會的廣泛關注。高校校園作為城市生態系統中一個獨立而完整的子系統，一般占地面積大，人員密集，用水量大，具有雨水匯水面積較大、水質較好的特點，在雨水利用方面具有較大的必要性和可行性。高校作為科研開發和技術推廣的前沿陣地，對雨水進行收集和綜合利用的研究和實踐相對較多。尤其是20世紀后期綠色校園的理念引入我國后，各高校在建設綠色校園的實踐中更是加強了對作為非常規水源——雨水綜合利用的研究。江蘇城鄉建設職業學院(簡稱江蘇建院)作為一所建設類的高職院，在以“綠色校園”為總體目標的新校區建設中，結合區域氣候、水資源、給排水工程等客觀情況，對雨水收集綜合利用及生態水處理技術進行了全面深入的研究和實踐。

一、江蘇建院雨水綜合利用項目概況

1.氣候、水資源概況

常州地區年降雨量在1062.4毫米左右，屬于多雨區；氣候屬于南北氣候過渡帶，降雨時空分布不均，降雨量在年際之間變化大，年內降雨又集中在夏季。降雨量大的月份與需水量的時段相吻合，具有雨水利用的自然條件。

2.給排水概況

（1）給水

新校區處于常州市區邊界，目前距離最近的一路市政供水管位于常金路，供水量和壓力均難以滿足本校區使用要求。根據殷村職教園區總體規劃，未來將敷設DN600供水管一路接至校區附近可供接管使用，如對雨水資源進行充分利用，將大大減少新校區對自來水的需求量。

（2）排水

新校區內采用雨、污分流的排水體制，雨水綜合利用項目對教學核心區約14萬平方米用地范圍地表及建筑屋面雨水進行收集利用。校區內的生活污水排至殷村職教園區新建的污水處理站，出水水質達到《城市污水再生利用—城市雜用水水質》(GB/T 18920-2002)標準中道路澆灑、綠化、沖廁以及景觀用水等指標最高的標準，供新校區內中水系統使用，并可為雨水綜合利用系統提供補水水源。

3.雨水綜合利用項目概況

江蘇建院新校區規劃總面積約54公頃，新校區建設前大部分是農田，新校區的開發建設勢必造成下墊面不透水層的增加，導致降雨后徑流量增大。新校區在規劃、設計和施工階段按照低影響開發理念以及《綠色校園評價標準》中“采用多種滲透措施增加雨水滲透量，降低地表徑流及合理設置雨水收集利用和調蓄系統”的要求，構建了校園雨水生態收集利用系統，使雨水景觀湖水質達到地表Ⅲ類以上，實現了雨水的自然積存、自然滲透、自然凈化和可持續水循環。

（1）低影響開發雨水系統的建立

新校區根據項目的地形特點和氣候、水資源情況，并與校園交通、園林、給排水與建筑規劃設計相結合，建立了校園雨水收集和綜合利用系統。在新校區中心環路內即圖書館、1-7號教學樓周邊場地范圍設置雨水收集系統，收集的屋面和場地雨水進入雨水管道后排放至校園景觀湖A中貯留。

校園內相互連通的景觀湖A、B、C、D作為雨水系統的蓄水池，對收集入湖的雨水，項目采用生態水處理技術，通過種植挺水、沉水植物，培育繁殖魚、蝦、螺、貝等各種生物，構建水體生態系統，凈化水質、控制水體富營養化，使水質達到地表水環境質量標準Ⅲ類以上，處理后的湖水用于校區綠化澆灌、道路澆灑等。

（2）低影響開發技術選擇

新校區在雨水綜合利用的實踐中，以雨洪控制和雨水生態利用為目標，結合新校區的氣候、土壤、土地利用等條件，進行技術經濟分析，并與其他專業密切配合，選用了適宜的低影響開發雨水技術和設施如表1所示：

表1 新校區雨水單項技術設施一覽表

二、雨水綜合利用項目技術分析

雨水控制利用工程技術按功能主要包括截污凈化技術、滲透技術、滯蓄技術、調節技術、轉輸排放技術及調蓄技術，綜合采用“滲、蓄、凈、用、排、補”等多種技術，提高對徑流雨水的滲透、調蓄、凈化、利用和排放能力，維持或恢復校園的“海綿”功能，很好地體現了低影響開發的理念。

1.雨水下滲技術

城市化造成的地面硬化改變了原地面的水文特征，從而引起雨水徑流速度加快、洪峰流量增大，洪水滯時和歷時縮短，并造成城市地下水從降水中獲得的補給量減少。低影響開發雨水系統遵循水文干擾最小化原則，強調優先采用雨水入滲技術以達到源頭削減的目標。新校區在開發建設中，通過以下途徑來增加入滲量：

（1）硬質地面、廣場入滲

為增加雨水下滲率，新校區室外部分廣場采用透水磚鋪裝；校區地面停車場采用植草磚停車位；并沿校園景觀湖構建了環湖親水步行道路系統，步行系統采用透水水泥混凝土鋪設。上述幾種透水性鋪裝兼具良好的滲水性及保濕性，它既兼顧了人們對于硬化地面的使用要求，又能達到補充地下水的目標，并具有一定的峰值流量削減和雨水凈化作用。

（2）綠地入滲

為促進雨水下滲，校園綠地標高宜低于道路標高，在校園綠地建設規劃時，采用下凹式綠地，將校園綠地建成天然的匯集池。下凹式綠地利用下凹空間充分蓄積雨水，顯著增加雨水下滲時間，具有滲蓄雨水、削減洪峰流量等優點，是雨水利用的重要途徑之一。新校區在景觀設計中，結合環藝景觀設置了適宜的低勢綠地、淺草溝、仿自然沖溝、雨水花園等低沖擊雨水開發技術，增加雨水的下滲量，并具有削減洪峰流量和凈化水質的功能。

（3）屋面雨水入滲

在屋頂種植植物，一方面達到美化校園景觀的目的，通過土壤吸收和滲濾作用，可以削減徑流洪峰流量、降低徑流總量，且經過綠化的屋頂由于種植層的隔熱作用，對構筑物具有一定保溫作用。但屋頂綠化對屋頂承重能力和屋頂防水性都有較高要求，因此新校區在一期工程中僅在三星綠色建筑乾元樓(行政與國際交流中心)進行了屋頂綠化建設，在收集利用雨水的同時獲得了良好的景觀效果。

新校區通過對多種入滲技術的利用，保證了室外透水地面面積比大于40%，達到增加雨水滲透能力，補充地下水，減輕排水系統負荷，減少雨水外排流量的目的，并在下滲過程中，通過過濾、生物凈化原理對雨水起到凈化作用。

2.雨水調蓄技術

雨水調蓄技術指具有雨水調節和滯蓄功能的技術，為提高雨水設施的利用率，雨水調節設施宜與滲透塘、景觀水體/濕塘、人工濕地等滯蓄設施合建，構建多功能調蓄設施。新校區將校園內相互連通的景觀水域A、B、C、D兼作校園雨水系統的蓄水池，集蓄利用雨水，調節徑流總量和峰值，并通過水生生態系統對雨水進行凈化處理。

3.雨水凈化技術

雨水截污凈化技術以水質控制為主，包括初期雨水棄流設施、物理化學處理方法、生物處理方法，主要用于水質預處理或基于不同回用目標的深度處理。雨水經景觀湖生態處理后用作澆灑道路和綠化用水，采用的凈化技術主要有初期雨水的棄流和雨水生態處理技術。

（1）初期雨水棄流

雨水污染主要來源于大氣中以及集流面上的雜質，一般初降雨水中雜質較多，《建筑與小區雨水利用工程技術規范》建議屋面棄流采用2～3毫米徑流厚度，地面棄流采用3～5毫米徑流厚度，一般常用初期雨水棄流裝置進行控制，初期雨水棄流的方式主要有手動棄流、容積法棄流、小管棄流(水流切換法)以及自動初期棄流裝置等。《新校區水資源利用規劃》中采用棄流池對初雨進行棄流，截流的初期雨水排入污水管道進入園區污水處理廠進行處理。

（2）雨水生態處理技術

雨水生態利用技術是依靠土壤、植物、微生物組成的生態系統凈化雨水，避免了人工處理雨水帶來的能源、資源消耗，降低了城市發展對自然系統的破壞，同時構建的生態處理系統也創造了良好的城市自然景觀。

新校區中的雨水花園、下凹式綠地除提高雨水下滲率外，植物根系和土壤中微生物對污染物進行吸收和分解的物理、化學、生物等凈化作用其實質也是雨水生態處理技術。本項目的雨水回用目標是作為道路澆灑、城市綠化的雜用水，出水水質達到GB/T 18920《城市污水再生利用—城市雜用水水質》中的城市綠化用水水質標準即可。但新校區是常州市未成年人社會實踐基地，又是江蘇省首個以校園為單位的建筑節能和綠色建筑示范區項目，為達到更好的景觀效果，并更好展示生態水凈化技術和生態水循環理念，本項目對收集入景觀湖的雨水，通過種植挺水、沉水植物，培育繁殖魚、蝦、螺、貝等各種生物構建水生生態系統為主導，輔以一定物理循環設施使景觀湖水水質得到凈化處理，使水質達到國家地表水環境質量標準Ⅲ類以上，水體能見度不低于1.2米，保障景觀水體的娛樂與生態功能，并克服了傳統水處理系統運行成本高、易二次污染的弊端，充分體現了雨水生態利用的思想。

（3）雨水系統補水

由于雨水回用系統很難做到連續有雨水可用，因此必須設置穩定可靠的補水水源在非雨季進行補水。補水可以是生活飲用水，也可以是再生水。而學校新校區建有園區污水處理站，其出水用作道路澆灑、綠化、沖廁以及景觀用水補充水。出水水質執行《城市污水再生利用—城市雜用水水質》(GB/T 18920-2002)標準中道路澆灑、綠化、沖廁以及景觀用水等指標最高標準，對補充景觀湖的中水通過人工濕地處理后達地表V類水水質后排入景觀水系，由景觀水系水生態系統自凈后達到地表水III類標準。另外，在中水進入景觀湖前設計了水平人工潛流濕地，利用自然生態系統中的物理、化學和生物三重協同作用來實現對污水的凈化作用，污水從一端水平流過填料床，床體填充基質，床底設有防滲層。與自由表面流人工濕地相比，人工潛流濕地水力負荷較大，對BOD5（生化需氧量）、CODcr（重鉻酸鹽指數）、SS（固體懸浮物濃度）、重金屬等污染指標的去除效果好，而且很少有惡臭和滋生蚊蠅現象。

新校區雨水收集利用系統及景觀湖已按規劃設計方案進行建設，但人工湖各生物要素構建后，需要微生物群落把生產者、消費者進行有機的整合以形成自凈系統，才能實現長效水質凈化功能，這個穩定過程需要兩年左右的時間。在水生生態系統的穩定過程中，需要定期對項目水體水質進行檢測，采取針對性的措施，以使景觀水域生態系統趨于生態平衡。

三、江蘇建院雨水綜合利用項目效益分析

1.經濟效益分析

經計算，新校區雨水收集回用工程可利用雨水量54335立方米，實際利用雨水量36730立方米，收集和處理雨水進行回用，雖然初期成本會增加，但建成后的未來綜合成本仍是其全壽命周期成本的重要構成部分，從全壽命周期成本及增量成本分析，新校區的雨水綜合利用項目具有良好的經濟效益。

2.社會效益分析

項目在規劃、設計和建設過程中采用源頭削減、中途轉輸、末端調蓄等多種手段，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種技術，實現了區域良性水文循環，符合低碳、環保、經濟的理念，并建設了優美和諧的校園景觀，作為常州市青少年社會實踐基地及江蘇省建筑節能和綠色建筑示范區，其示范意義和教育意義顯著。同時，從科研教育角度出發，項目對多種集雨技術和雨水處理技術進行了實踐和研究，具有科研示范意義，并起到良好的科普教學和專業教學效果。

3.環境效益分析

項目建立雨水收集、儲存和調節系統，充分發揮了校園綠地、道路和水系對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，緊密結合校園道路交通、園林綠地和景觀水系建設，構建了實現雨水的自然積存、自然滲透、自然凈化和可持續水循環的低影響開發雨水系統，減小了雨水徑流對水體的污染，達到了節約水資源、改善校園生態環境的目標。儲存于景觀湖的雨水通過水系生態處理后獲得良好的水體景觀效果，有效提高校園水系水質，改善校園水系環境。

在今后的雨水系統維護和二期工程建設中，可考慮對研發成熟的雨水成品設施加以應用，并將景觀設計規劃與雨水利用很好地結合起來，建設不同景觀效果的屋頂花園、雨水花園和下凹式綠地。另外，在后期的水生生態系統的管理和維護中，應定期對景觀湖水質總氮、氨氮、總磷、糞大腸菌群、pH（酸堿度）、溶解氧、BOD5（生化需氧量）、高錳酸鹽指數等指標進行監測，并依據水質檢測結果快速判斷水質變化趨勢，從而采取相應的水質保障措施。

來源：全國節水網